[发明专利]一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法。

背景技术

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(2-Acrylamide-2-methylpropanesulfonicacid，以下称为AMPS)是多功能水溶性阴离子单体，由于分子结构具有碳碳双键和对盐不敏感的磺酸基，因此易于聚合，而且其均聚和共聚物有许多特殊的性质，具有广阔的应用前景，可广泛应用于油田化学、水处理剂、化纤、塑料、印染、涂料、表面活性剂、抗静电剂、陶瓷、照相、洗涤助剂、离子交换树脂、气体分离膜、电子工业等领域。

目前最典型的生产AMPS的工艺，是以丙烯腈，发烟硫酸和异丁烯为原料在较温和的条件下进行反应制备AMPS。美国专利US 3544597首先报道了这种制备酰胺基磺酸类化合物的方法，并得到了纯度较高的单体，但反应条件较为苛刻。日本日东化学公司(DE 2904444A1，DE 2904465A1)改进了上述方法，并提出了获得更高纯度AMPS的技术方案。该专利所述的方法是将过量的丙烯腈兼作反应溶剂，在氦气气氛中于低温下加入发烟硫酸，在搅拌下通入异丁烯，使其反应，产物AMPS从混合液中析出，得到泥浆状产物，然后加入醋酸升温，蒸出过量丙烯腈，再加入一定量水，升温至90℃以上使其溶解，再放入冷水中，使产物结晶析出，并用醋酸洗净，再用60℃热风干燥，即得到高纯单体。

为了提高丙烯腈的收率，中国专利CN 1039995C公开了一种提高AMPS收率的方法，在反应过程中加入0.5-50重量％的有机酸酐，如醋酸酐，可以提高AMPS的收率，并且产物结晶的颗粒较大。最近，一份专利申请的(CN200810016255)说明书中，公开了在合成过程中，加入2-30重量％的有机磺化物，如对羟基苯磺酸，以提高AMPS产率。

在现有的AMPS生产工艺中，由于使用过量的丙烯腈，反应后会产生含有大量丙烯腈的废液，通常利用减压蒸馏的方法对丙烯腈进行回收并重复利用，如Lubrizol公司在其专利WO 8801263中提出使用高于丙烯腈熔点，并低于其沸点的温度进行减压蒸馏，以对含有丙烯腈的液体进行纯化。这种方法可以满足工业生产的需要，但是减压蒸馏过程中仍需控制温度，并有必要加入阻聚剂以避免蒸馏过程中丙烯腈的聚合，同时耗费大量能量。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种将丙烯腈废液回用于合成AMPS的AMPS合成方法。

本发明的发明人在研究中发现，现有技术利用丙烯腈生产2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的方法中产生的含有大量丙烯腈的废液(本说明书中简称为丙烯腈废液)可以不经纯化而直接回用于该反应。

本发明提供了一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法，该方法包括将丙烯腈、硫酸与异丁烯接触，生成浆状产物，分离该浆状产物，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其特征在于，所述丙烯腈至少部分来源于以丙烯腈为原料合成2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸过程中产生的废液。

本发明提供的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成方法，使用一定比例的丙烯腈废液直接作为合成2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的反应溶剂和反应物，不仅减少或者完全放弃精馏回收的过程，大大降低了能耗，同时由于丙烯腈废液中含有反应副产物，从化学平衡角度看，能够抑制副反应的发生，因此，本发明提供的方法相比现有技术还能提高产物AMPS的收率，如实施例1中AMPS的收率为93.5％，而同样反应条件下，使用纯丙烯腈的现有技术即参考例1中AMPS的收率仅为90％。

具体实施方式

本发明提供了一种2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成方法，该方法包括将丙烯腈、硫酸与异丁烯接触，生成浆状产物，分离该浆状产物，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其特征在于，所述丙烯腈至少部分来源于以丙烯腈为原料合成2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸过程中产生的废液。

根据本发明，所述作为反应物和反应溶剂的丙烯腈可以全部为丙烯腈废液，也可以为丙烯腈废液与纯丙烯腈的混合物。

其中，当所述丙烯腈为丙烯腈废液与纯丙烯腈的混合物时，所述丙烯腈中丙烯腈废液的含量可以在较大的范围内改变，根据本发明，10-100重量％的所述丙烯腈可以来源于以丙烯腈为原料合成2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸过程中产生的废液中的丙烯腈；优选地，35-100重量％的所述丙烯腈来源于以丙烯腈为原料合成2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸过程中产生的废液中的丙烯腈，进一步优选情况下，50-100重量％的所述丙烯腈来源于以丙烯腈为原料合成2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸过程中产生的废液中的丙烯腈。